DE10223673A1

DE10223673A1 - Device for operating of internal combustion engine's gas exchange valve has oil passage in armature plate additionally serving to supply damping unit which has transverse passages branching from oil passage

Info

Publication number: DE10223673A1
Application number: DE10223673A
Authority: DE
Inventors: Thomas Kaufmann; Jens Meintschel; Oliver Meister; Klaus Wunderlich
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2002-05-28
Filing date: 2002-05-28
Publication date: 2003-12-11

Abstract

The device for the operating of an engine's gas exchange valve (2) has the plate (7a) of an armature installed between the pole faces (4a,6a) of an opening (4) and a closing (6) electromagnet, with the armature acting on the valve stem (2a) via a clearance compensating element (9) which is supplied with hydraulic oil via a passage (21) in the armature plate. The passage serves additionally to supply a damping unit which has transverse passages (22) branching from the main passage and opening out between the surfaces of the armature plate and pole faces of the electromagnets.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a device for actuating a Gas exchange valve of an internal combustion engine after the Preamble of claim 1.

Aus der DE 100 00 045 A1 ist eine gattungsgemässe Vorrichtung zum Betätigen eines Gaswechselventiles einer Brennkraftmaschine mit einem elektromagnetischen Aktuator nach dem Prinzip des Massenschwingers bekannt. In einem Aktuatorgehäuse sind ein Öffnungsmagnet und ein Schliessmagnet angeordnet, die jeweils Polflächen aufweisen, zwischen denen eine Ankerplatte eines Ankers schwenkbar um eine Achse gelagert ist. Der Anker wirkt über ein hydraulisches Spielausgleichselement, welches im Betrieb der Brennkraftmaschine entstehende Längenänderungen der Ventiltriebteile kompensiert, auf das Gaswechselventil der Brennkraftmaschine. Über einen Kanal in der Ankerplatte wird das Spielausgleichselement mit einem hydraulischen Druckmittel versorgt. From DE 100 00 045 A1 is a generic device for actuating a gas exchange valve a Internal combustion engine with an electromagnetic actuator after the Principle of the mass oscillator known. In an actuator housing an opening magnet and a closing magnet are arranged, each having pole faces, between which a Anchor plate of an anchor is pivotally mounted about an axis. The anchor acts via a hydraulic Backlash compensation element, which arises during operation of the internal combustion engine Changes in length of the valvetrain parts compensated, on the Gas exchange valve of the internal combustion engine. About a channel in the anchor plate becomes the clearance compensation element with a supplied hydraulic pressure medium.

Bei Aktuatoren nach dem Prinzip des Massenschwingers, worunter auch Aktuatoren mit axial geführten Ankern zu verstehen sind, wirkt ein vorgespannter Federmechanismus auf den Anker. In der DE 100 00 045 A1 besteht der Federmechanismus aus einer vorgespannten Drehfeder und einer vorgespannten Druckfeder. Die Drehfeder wirkt in Öffnungsrichtung und die Druckfeder in Schliessrichtung des Gaswechselventils. Bei nicht bestromten Schaltmagneten wird der Anker durch die Ventilfedern in einer Gleichgewichtslage gehalten, die vorzugsweise mit der geometrischen bzw. energetischen Mitte zwischen den Schaltmagneten übereinstimmt. For actuators based on the principle of the mass oscillator, This also includes actuators with axially guided anchors are, a biased spring mechanism acts on the anchor. In DE 100 00 045 A1, the spring mechanism is made a preloaded torsion spring and a preloaded Spring. The torsion spring acts in the opening direction and the Compression spring in the closing direction of the gas exchange valve. Not at energized solenoid is the anchor through the Valve springs held in an equilibrium position, preferably with the geometric or energetic middle between the Switching magnet matches.

Um beim Start der Brennkraftmaschine den Anker aus seiner Gleichgewichtslage zwischen den Elektromagneten anzuziehen, wird entweder der Schliessmagnet oder der Öffnungsmagnet kurzzeitig übererregt oder der Anker mit einer Anschwingroutine mit seiner Resonanzfrequenz in Schwingung versetzt. At the start of the engine, the anchor from his To attract equilibrium between the electromagnets, becomes either the closing magnet or the opening magnet briefly over-excited or the anchor with a Anschwingroutine with its resonant frequency vibrated.

In geschlossener Stellung des Gaswechselventils liegt der Anker an einer Polfläche des bestromten Schliessmagneten an, wobei der Anker vom Schliessmagneten gehalten wird. Der Schliessmagnet spannt die in Öffnungsrichtung wirkende Ventilfeder weiter vor. In the closed position of the gas exchange valve is the Anchor on a pole face of the energized closing magnet, wherein the armature is held by the closing magnet. Of the Closing magnet biases the opening direction Valve spring further forward.

Um das Gaswechselventil zu öffnen, wird der Schliessmagnet ausgeschaltet und der Öffnungsmagnet eingeschaltet. Die in Öffnungsrichtung wirkende Ventilfeder beschleunigt den Anker über die Gleichgewichtslage hinaus, so daß dieser von Öffnungsmagneten angezogen wird und die in Schliessrichtung wirkende Ventilfeder weiter vorgespannt wird. Der Anker schlägt auf eine Polfläche des Öffnungsmagneten auf und wird von diesem gehalten. Um das Gaswechselventil wieder zu schließen, wird der Öffnungsmagnet ausgeschaltet und der Schliessmagnet eingeschaltet. Die in Schliessrichtung wirkende Ventilfeder beschleunigt den Anker über die Gleichgewichtslage hinaus zum Schliessmagneten. Der Anker wird vom Schliessmagneten angezogen, schlägt auf die Polflächen des Schliessmagneten und wird von diesem gehalten, wobei das Gaswechselventil mit dem Ventilteller im Ventilsitz aufsetzt. To open the gas exchange valve, the closing magnet switched off and the opening magnet turned on. In the Opening direction acting valve spring accelerates the anchor beyond the equilibrium position, so that this of Opening magnet is tightened and in the closing direction acting valve spring is further biased. The anchor hits on a pole face of the opening magnet and is of held this. To close the gas exchange valve again, the opening magnet is switched off and the closing magnet switched on. The valve spring acting in the closing direction accelerates the anchor beyond the equilibrium position to the Schliessmagneten. The anchor is from the closing magnet attracted, beats on the pole faces of the closing magnet and becomes held by this, wherein the gas exchange valve with the Valve disc sits in the valve seat.

Neben Kräften, die auf einen Ventilteller des Gaswechselventils wirken und insbesondere beim Öffnen überwunden werden müssen, treten in der Vorrichtung durch Führungsreibung, innere Reibung der Federn und aerodynamischer Dämpfung Verluste in Öffnungsrichtung und in Schliessrichtung auf, die kompensiert werden müssen, damit die Vorrichtung auf Dauer funktioniert, d. h. damit das Gaswechselventil sicher schliesst und öffnet. Die Zeit zwischen dem Ablösen des Ankers von einer Polfläche eines Magneten und dem Auftreffen des Ankers auf der Polfläche des gegenüberliegenden Magneten bewegt sich im Bereich weniger Millisekunden. In dieser sehr kurzen Zeit ist es schwierig durch regelungstechnische Massnahmen exakt die erforderliche Energie einzukoppeln. Daher ist es erforderlich, die Vorrichtung mit einer gewissen Überschussenergie zu betreiben, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Durch die Überschussenergie trifft der Anker mit einer hohen Geschwindigkeit auf die Polflächen der Magnete auf, mit der Folge, dass der Verschleiss zunimmt und die Geräuschemission beachtlich ist. In addition to forces acting on a valve plate of the Act gas exchange valve and overcome especially when opening have to occur in the device through leadership friction, internal friction of the springs and aerodynamic damping losses in the opening direction and in the closing direction, the must be compensated for the device in the long run works, d. H. so that the gas exchange valve closes safely and opens. The time between the detachment of the anchor from one Pole surface of a magnet and the impact of the anchor on the pole face of the opposite magnet moves in Range less milliseconds. In this very short time is it is difficult by control engineering measures exactly the to inject the required energy. Therefore, it is required the device with some surplus energy too operate to ensure safe operation. By the surplus energy hits the anchor with a high Speed on the pole faces of the magnets on, with the Result that the wear increases and the noise emission is considerable.

Aus der JP 07305612 A ist eine Dämpfungseinrichtung bekannt, die den Anker vor der jeweiligen Polfläche abbremst. Die Vorrichtung weist einen Ankerraum auf, in welchem ein Öffnungsmagnet und ein Schliessmagnet angeordnet ist, zwischen deren Polflächen sich eine Ankerplatte eines Ankers befindet. Der Anker teilt den Ankerraum in eine obere Kammer und in eine untere Kammer. Die Dämpfung erfolgt über die Einbringung von Öl in den als Dämpfungsraum ausgestalteten Ankerraum. Wenn der Anker sich zwischen den Polflächen der Magnete hin- und herbewegt, wird das im Ankerraum befindliche Öl durch in der Ankerplatte eingebrachte, definierte Drosselspalte hindurch verdrängt und bewirkt so ein sanfteres Aufsetzen des Ventiltellers auf den Ventilsitz. Die Ölzuführung erfolgt von einer über ein Ölreservoir mit Druckmittel versorgten Hydraulikkammer aus durch einen Kanal in der Ankerstösselführung in die obere Kammer des Ankerraumes, wodurch eine bauraum- und teileaufwändige Ausgestaltung der Dämpfungseinrichtung notwendig ist, d. h. die Bereitstellung des Dämpfungsmittels ist sehr aufwändig. Durch die Ölzuführung in die obere Kammer wird ausserdem nur eine ungleichmässige Dämpfung erreicht, da die untere Kammer keine separate Ölzuführung aufweist. Das Auftreffen der Ankerplatte auf den Polflächen erfolgt zwar gedämpft, jedoch ist aufgrund der Ölzuführung in die Dämpfungskammer die Dämpfung des Ankers in der Schliessbewegung des Gaswechselventils besser als in der Öffnungsbewegung des Gaswechselventiles. From JP 07305612 A a damping device is known, which decelerates the anchor in front of the respective pole surface. The Device has an armature space, in which a Opening magnet and a closing magnet is arranged between the Polflächen an anchor plate of an anchor is located. Of the Anchor divides the anchor space into an upper chamber and into one lower chamber. The damping takes place via the introduction of Oil in the designed as a damping chamber anchor space. If the anchor goes back and forth between the pole faces of the magnets is moved, the oil located in the armature space by in the Anchor plate introduced, defined throttle gaps through displaces and thus causes a gentler touchdown of the Valve plate on the valve seat. The oil is supplied by a powered by an oil reservoir with pressure medium Hydraulic chamber through a channel in the Anchor handle in the upper chamber of the anchor space, creating a space and Partly complicated design of the damping device necessary is, d. H. the provision of the damping agent is very consuming. Through the oil supply in the upper chamber is In addition, only an uneven attenuation achieved since the Lower chamber has no separate oil supply. The Impact of the anchor plate on the pole faces is indeed steamed, however, due to the oil supply in the Damping chamber the damping of the armature in the closing movement of the Gas exchange valve better than in the opening movement of the Gas exchange valve.

Zum allgemeinen technischen Hintergrund wird noch auf die JP 2000-073720, DE 36 16 540 A1, DE 198 36 562 A1 und EP 0 354 417 A1 verwiesen. For the general technical background is still on the JP 2000-073720, DE 36 16 540 A1, DE 198 36 562 A1 and EP 0 354 417 A1 directed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Betätigen eines Gaswechselventiles einer Brennkraftmaschine mit einfach ausgestalteter Dämpfungseinrichtung zu schaffen. The invention is based on the object, a device for actuating a gas exchange valve a Internal combustion engine with simply designed damping device create.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gegebenen Merkmale gelöst. This object is achieved by the in the license plate of the claim 1 given characteristics solved.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Vorrichtung bereits vorhandene Bauteile für die Dämpfungseinrichtung verwendet, wodurch nicht nur eine platzsparende Ausgestaltung, sondern auch eine preisgünstige und einfache Herstellung möglich ist. Es sind ausser der Einbringung der Querkanäle in den Anker, keine weiteren Schritte notwendig, da ansonsten die Druckmittelversorgung des hydraulischen Spielausgleichselementes verwendet wird. Was bedeutet, dass auch keine separate Druckmittelzuführung notwendig ist und somit die zusätzlich mitbewegten Massen der Dämpfungseinrichtung vernachlässigbar sind. An essential advantage of the invention is that the device already existing components for the Damping device used, thereby not only one space-saving design, but also a reasonably priced and simple production is possible. It is except the contribution the cross channels in the anchor, no further steps necessary, otherwise the pressure medium supply of the hydraulic Play compensation element is used. Which means, that no separate pressure medium supply is necessary and Thus, the additional mitbewegten masses of Damping device are negligible.

Bevorzugt münden die Querkanäle in Bereichen der Polflächen der Elektromagnete. Durch Verdrängen des Ölfilms wird das metallische Aufschlagen der Ankerplatte auf den Jochschenkel gedämpft. Die zur Übertragung der Magnetkraft von den Elektromagneten zur Ankerplatte erforderliche Polfläche wird nur unwesentlich verringert. Ferner wird die Klebzeit der Ankerplatte beim Ablösen von den Elektromagneten vorteilhafterweise verringert, was lediglich eine geringfügige Erhöhung der Halteenergie erfordert, verglichen mit der Halteenergie bei einer Ventilbetätigungsvorrichtung ohne Dämpfungseinrichtung. Zusätzlich kann die Ankerplatte im Bereich der Joche oder aber das Joch selbst mit einer in die Oberfläche eingebrachten Struktur versehen werden. Hierdurch kann der Verdrängungseffekt kontrollierter ablaufen und ein Festkleben der Ankerplatte am Joch durch den Ölfilm wird verhindert. Preferably, the transverse channels open in areas of the pole faces the electromagnets. By displacing the oil film is the Metallic impact of the anchor plate on the yoke leg attenuated. The for transmitting the magnetic force of the Electromagnet to the anchor plate required pole surface is only slightly reduced. Furthermore, the sticking time of the Anchor plate when detached from the electromagnets advantageously reduced, which only a slight increase in the Holding power requires, compared to the holding power at a valve operating device without damping device. In addition, the anchor plate in the area of the yokes or but the yoke itself with one in the surface Structure be provided. This allows the Displacement effect of controlled drainage and sticking of the Anchor plate at the yoke through the oil film is prevented.

Bevorzugt sind die Querkanäle über den in der Ankerplatte verlaufenden Kanal und eine Ölzuführung mit dem Druckmittelsystem der Brennkraftmaschine verbunden. Dadurch kann das in einer Brennkraftmaschine grundsätzlich zur Verfügung stehende Schmieröl auch für die Dämpfung verwendet werden. Preferably, the transverse channels over the in the anchor plate extending channel and an oil supply to the Pressure fluid system of the internal combustion engine connected. This can be done in an internal combustion engine basically available Lubricating oil can also be used for damping.

Vorteilhaft ist die Ausbildung der Querkanäle für die Dämpfung auf der Ankerplatte auch im Hinblick auf die Erwärmung der magnetischen Einheit, da die Querkanäle zusätzlich zur Dämpfung auch zur Kühlung dienen können. It is advantageous to form the transverse channels for the Damping on the anchor plate also with regard to the heating the magnetic unit, since the transverse channels in addition to Damping can also serve for cooling.

Vorteilhafterweise kann die Druckmittelversorgung der Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung der Ankerplatte und somit des Gaswechselventils, zur Kühlung der Ankerplatte, zur Schmierung der Lagerstellen des Ankers und zur Druckmittelversorgung des Spielausgleichselementes verwendet werden. Advantageously, the pressure medium supply of the Damping device for damping the anchor plate and thus the Gas exchange valve, for cooling the anchor plate, for Lubrication of the bearing points of the anchor and the Pressure medium supply of the clearance compensation element can be used.

Dabei zeigen: Showing:

Fig. 1 einen Aktuator mit axial verschiebbarem Anker zum Betätigen eines Gaswechselventils mit einer erfindungsgemässen Dämpfungseinrichtung und Fig. 1 is an actuator with an axially displaceable armature for actuating a gas exchange valve with an inventive damping device and

Fig. 2 einen Aktuator mit Schwenkanker zum Betätigen eines Gaswechselventils mit einer erfindungsgemässen Dämpfungseinrichtung. Fig. 2 shows an actuator with a swivel anchor for actuating a gas exchange valve with an inventive damping device.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt einer Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf 1. Im Zylinderkopf 1 ist ein Ventiltrieb mit einem elektromagnetischen Aktuator zum Betätigen eines einen Ventilschaft 2a und einen Ventilteller 2b umfassenden Gaswechselventils 2 der Brennkraftmaschine angeordnet. Fig. 1 shows a section of an internal combustion engine having a cylinder head 1. In the cylinder head 1 , a valve train with an electromagnetic actuator for actuating a valve stem 2 a and a valve plate 2 b comprehensive gas exchange valve 2 of the internal combustion engine is arranged.

Der Aktuator besitzt eine elektromagnetische Einheit mit einem ersten, in Öffnungsrichtung 3 des Gaswechselventiles 2 wirkenden Öffnungsmagneten 4 und einem zweiten, in Schliessrichtung 5 des Gaswechselventiles 2 wirkenden Schliessmagneten 6, zwischen deren Polflächen 4a, 6a eine Ankerplatte 7a eines Ankers 7 koaxial verschiebbar angeordnet ist. Die Ankerplatte 7a wirkt über einen im Öffnungsmagneten 4 geführten Ankerschaft 7b auf den Ventilschaft 2a, der in einer Schaftführung 8 im Zylinderkopf 1 geführt ist. Der Ankerschaft 7b kann an mehreren Stellen geführt sein, wobei an diesen Stellen zusätzliche Schaftführungen eingebracht sein können. Um im Betrieb der Brennkraftmaschine entstehende Längenänderungen der Ventiltriebteile insbesondere der Gaswechselventile 2 und das daraus resultierende Ventilspiel zu kompensieren, ist zwischen Ankerschaft 7b und Ventilschaft 2a ein hydraulisches Ventilspielausgleichselement 9 vorgesehen, welches die Längenausdehnungen selbsttätig ausgleicht. The actuator has an electromagnetic unit with a first, acting in the opening direction 3 of the gas exchange valve 2 opening magnet 4 and a second, acting in the closing direction 5 of the gas exchange valve 2 closing magnet 6 , between the pole faces 4 a, 6 a an anchor plate 7 a of an armature 7 coaxially displaceable is arranged. The armature plate 7 a acts on a guided in the opening magnet 4 armature shaft 7 b on the valve stem 2 a, which is guided in a shaft guide 8 in the cylinder head 1 . The armature shaft 7 b may be performed at a plurality of locations, said additional shaft guides can be introduced at these sites. In order to compensate generated during operation of the internal combustion engine changes in length of the valve train parts, in particular the gas exchange valves 2 and the resulting valve clearance is provided between armature shaft 7 b and valve stem 2 a a hydraulic valve clearance compensating element 9 is provided, which compensates for expansions in length automatically.

Ferner wirkt auf den Ventilschaft 2a ein Federmechanismus mit einer oberen, in Öffnungsrichtung 3 wirkenden Ventilfeder 10 und einer unteren, in Schliessrichtung 5 wirkenden Venilfeder 11. Die in Schliessrichtung 5 wirkende Ventilfeder 11 ist auf der dem Gaswechselventil 2 zugewandten Seite des Aktuators angeordnet, stützt sich am Zylinderkopf 1 ab und wirkt über eine Federauflage 12 in Schliessrichtung 5 auf den Ventilschaft 2a. Die in Öffnungsrichtung 3 wirkende Ventilfeder 10 ist auf der dem Gaswechselventil 2 abgewandten Seite des Aktuators angeordnet, stützt sich mit einem dem Gaswechselventil 2 abgewandten Ende an einer auf dem Zylinderkopf 1 befestigten Haube 13 o. ä. ab und wirkt mit einem dem Gaswechselventil 2 zugewandtet Ende über eine Federauflage 14 auf einen Federstössel 15, wobei der Federstössel 15 auch einstückig mit dem Anker 7 ausgeführt sein kann. Der Federstössel 15 ist im Schliessmagneten 6 geführt und wirkt mit einer in Richtung Gaswechselventil 2 weisenden Stirnseite auf die Ankerplatte 7a. Ferner kann auch eine separate Schaftführung für den Federstössel 15 im Schliessmagneten 6 vorgesehen sein. Bei nicht erregten Elektromagneten 4, 6 wird der Anker 7 durch die Ventilfedern 10, 11 in einer Gleichgewichtslage zwischen den Polflächen 4a, 6a der Elektromagneten 4, 6 gehalten, die vorzugsweise mit der energetischen Mitte zwischen den Schaltmagneten 4, 6 übereinstimmt. Further acts on the valve stem 2 a, a spring mechanism with an upper, acting in the opening direction 3 valve spring 10 and a lower, acting in the closing direction 5 spring spring 11th The valve spring 11 acting in the closing direction 5 is arranged on the gas exchange valve 2 side facing the actuator, is supported on the cylinder head 1 and acts via a spring support 12 in the closing direction 5 on the valve stem 2 a. The valve spring 10 which acts in the opening direction 3 is arranged on the side of the actuator facing away from the gas exchange valve 2 , is braced with an end facing away from the gas exchange valve 2 on a hood 13 or the like secured to the cylinder head 1 and faces with a gas exchange valve 2 End via a spring support 14 on a spring plunger 15 , wherein the spring plunger 15 can also be designed in one piece with the armature 7 . The spring plunger 15 is guided in the closing magnet 6 and acts with a pointing in the direction of the gas exchange valve 2 end face on the anchor plate 7 a. Furthermore, a separate shaft guide for the spring plunger 15 may be provided in the closing magnet 6 . In non-energized electromagnets 4 , 6 , the armature 7 is held by the valve springs 10 , 11 in an equilibrium position between the pole faces 4 a, 6 a of the electromagnets 4 , 6 , which preferably coincides with the energetic center between the switching magnets 4 , 6 .

Über einen Zuführkanal 16 und einem daran anschliessenden Verbindungskanal 17 im Öffnungsmagneten 4 wird Brennkraftmaschinenöl von einem hier nicht dargestellten Druckanschluss einer an den Ankerschaft 7b angrenzenden Ringnut 18 zugeführt, wobei die Ringnut 18 und der Verbindungskanal 17 auch in einer Schaftführung verlaufen können. Von der Ringnut 18 gelangt das Öl über einen weiteren Zuleitungskanal 19 in den Ankerschaft 7b. Im Ankerschaft 7b wird das Öl vom Zuleitungskanal 19 über einen in Längsrichtung ausgerichteten Ölkanal 20 sowohl zu einem in der Ankerplatte 7a verlaufenden Kanal 21 als auch zu dem zwischen Ankerschaft 7b und Ventilschaft 2a angeordneten Spielausgleichselement 9 zwecks Druckmittelversorgung geleitet. Ferner wäre auch eine Ölzuführung über den Schliessmagneten 6 denkbar, indem das Öl über einen längsgerichteten Ölkanal im Federstössel 15 dem Kanal 21 in der Ankerplatte 7a zugeführt wird, wobei der Federstössel 15 einstückig mit dem Anker 7 ausgebildet wäre. Via a supply channel 16 and an adjoining connecting channel 17 in the opening magnet 4 engine oil is supplied from a not shown pressure connection of a b to the armature shaft 7 adjacent ring groove 18, the annular groove 18 and the connecting channel 17 can also extend in a stem guide. From the annular groove 18 , the oil passes through a further supply channel 19 in the armature shaft 7 b. In the armature shaft 7 b, the oil from the supply passage 19 via a longitudinally oriented oil passage 20 is directed both to an armature plate 7 a extending channel 21 and to the between armature shaft 7 b and valve stem 2 a clearance compensation element 9 for the purpose of pressure medium supply. Furthermore, an oil supply via the closing magnet 6 would be conceivable by the oil is supplied via a longitudinal oil passage in the spring plunger 15 to the channel 21 in the anchor plate 7 a, wherein the spring plunger 15 would be formed integrally with the armature 7 .

Fig. 2 zeigt einen alternativen elektromagnetischen Aktuator zur Betätigung eines Gaswechselventils 2 einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine, wobei im wesentlichen gleichbleibende Bauteile grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert sind. Der Aktuator besitzt eine elektromagnetische Einheit mit zwei Polflächen 23a, 24a aufweisende Elektromagneten, einem Öffnungsmagneten 23 und einem Schließmagneten 24. Zwischen den Elektromagneten 23, 24 ist eine Ankerplatte 25a eines Schwenkankers 25 über ein mit der Ankerplatte 25a verbundenes Ankerrohr 25b um eine Achse hin und her schwenkbar gelagert. Der Schwenkanker 25 wirkt über ein an einer Nase 25c der Ankerplatte 25a schwenkbar befestigtes hydraulisches Ventilspielausgleichselement 9 auf einen Ventilschaft 2a des Gaswechselventils 2, wobei als Befestigungsarten beispielsweise Clipsen, Schrauben, Bördeln etc. in Frage kämen. Der Ventilschaft 2a ist über eine Schaftführung 8 in einem Zylinderkopf 1 der Brennkraftmaschine axial verschiebbar gelagert. Fig. 2 shows an alternative electromagnetic actuator for actuating a gas exchange valve 2 of an internal combustion engine, not shown, wherein substantially constant components are numbered in principle with the same reference numerals. The actuator has an electromagnetic unit with two pole faces 23 a, 24 a having electromagnets, an opening magnet 23 and a closing magnet 24th Between the electromagnets 23 , 24 is an anchor plate 25 a of a pivot armature 25 via a connected to the anchor plate 25 a anchor tube 25 b pivotally mounted about an axis back and forth. The clapper armature 25 acts via a c to a nose 25 of the anchor plate 25, a pivotally mounted hydraulic valve clearance compensation element 9 using as fastening methods, for example, clips, screws, crimping, etc. come to a valve stem 2a of the gas exchange valve 2 in question. The valve stem 2 a is mounted axially displaceably via a shaft guide 8 in a cylinder head 1 of the internal combustion engine.

Ferner besitzt der Aktuator einen Federmechanismus mit zwei vorgespannten Ventilfedern und zwar mit einer als Drehstabfeder ausgebildeten, in Öffnungsrichtung 3 wirkenden Ventilfeder 27 und mit einer als Schraubendruckfeder ausgebildeten, in Schließrichtung 5 wirkenden Ventilfeder 11. Die Drehstabfeder 27 ist im Ankerrohr 25b angeordnet, stützt sich an einem nicht dargestellten Aktuatorgehäuseteil ab und wirkt über den Schwenkanker 25 und über das hydraulische Spielausgleichselement 9 auf den Ventilschaft 2a des Gaswechselventils 2. Die Schraubendruckfeder 11 stützt sich am Zylinderkopf 1 ab und wirkt über eine Federauflage 12 auf den Ventilschaft 2a des Gaswechselventils 2. Bei nicht erregten Elektromagneten 23, 24 wird der Schwenkanker 25 durch die Ventilfedern 11, 27 in einer Gleichgewichtslage zwischen den Polflächen 23a, 24a der Elektromagneten 23, 24 gehalten. Further, the actuator has a spring mechanism with two prestressed valve springs and with a torsion spring designed as acting in the opening direction 3 valve spring 27 and with a helical compression spring acting in the closing direction 5 valve spring 11th The torsion bar spring 27 is disposed in the anchor tube 25 b, is supported on an actuator housing part, not shown, and acts on the pivot armature 25 and the hydraulic clearance compensation element 9 on the valve stem 2 a of the gas exchange valve. 2 The helical compression spring 11 is supported on the cylinder head 1 and acts via a spring support 12 on the valve stem 2 a of the gas exchange valve. 2 In non-energized electromagnet 23 , 24 of the pivot armature 25 is held by the valve springs 11 , 27 in an equilibrium position between the pole faces 23 a, 24 a of the electromagnets 23 , 24 .

Von einem nicht näher dargestellten Druckanschluss wird an einer hier ebenfalls nicht dargestellten ersten Lagerstelle des Schwenkankers 25 Brennkraftmaschinenöl in einen zwischen Drehstabfeder 27 und Ankerrohr 25b gebildeten Ringkanal 29 eingeleitet. Aus dem Ringkanal 29 gelangt das Brennkraftmaschinenöl über einen durch die Ankerplatte 25a geführten Kanal 30 in die an die Ankerplatte 25a angebrachte Nase 25c und aus der Nase 25c zur Druckmittelversorgung in das hydraulische Spielausgleichselement 9. Ferner kann der Ringkanal 29 derart ausgebildet sein, dass er zusätzlich die Lagerstellen des Schwenkankers 25 mit Öl versorgt. Der Kanal 30 kann derart ausgebildet sein, dass er zusätzlich zur Kühlung des Schwenkankers 25 dient. From a pressure port, not shown, 25 internal combustion engine oil is introduced into an annular bearing 29 formed between torsion bar spring 27 and anchor tube 25 at a first bearing point of the pivoting armature also not shown here. From the annular channel 29, the engine oil flows through a c through the anchor plate 25 a run channel 30 in which the anchor plate 25 a mounted lug 25 c and out of the nose 25 to the pressure medium supply to the hydraulic play compensation element. 9 Further, the annular channel 29 may be formed such that it also supplies the bearings of the pivot armature 25 with oil. The channel 30 may be formed such that it additionally serves to cool the pivoting armature 25 .

Bei einem aus Einzelblechen aufgebauten Anker 7, 25 kann der Kanal 21, 30 automatisch beim Zusammenfügen der einzelnen Bleche entstehen, indem vor dem Zusammenbau lediglich eine Durchgangsöffnung in ein Blech eingebracht wird. Nach dem Zusammenfügen der einzelnen Bleche zu einem den Anker 7, 25 bildenden Blechpaket, ist die Durchgangsöffnung seitlich von den benachbarten Blechen begrenzt und weist an der dem Ankerschaft 7b zugewandten Seite einen Einlass sowie einen Auslass bzw. an der dem Ankerrohr 25b zugewandten Seite einen Einlass sowie an der dem Spielausgleichselement 9 zugewandten Seite einen Auslass für das Druckmittel auf. Sieht man nun mehrere Bleche mit mehreren Durchgangsöffnungen vor, so lassen sich durch Gruppierung und Schachtelung der die Durchgangsöffnungen aufweisenden Bleche beliebige Querschnitte und Verläufe des Kanals 21, 30 darstellen. Innerhalb eines Bleches können auch gekrümmte Konturen dargestellt werden. In the case of an armature 7 , 25 constructed from individual sheets, the channel 21 , 30 can be formed automatically when the individual sheets are assembled by merely inserting a passage opening into a sheet before assembly. After joining the individual sheets to form the armature 7 , 25 laminated core, the through hole is bounded laterally by the adjacent sheets and has on the armature shaft 7 b side facing an inlet and an outlet or on the armature tube 25 b side facing an inlet and on the play compensation element 9 side facing an outlet for the pressure medium. If you now consider several sheets with multiple through holes, so can be by grouping and nesting of the through holes having plates any cross sections and gradients of the channel 21 , 30 represent. Within a sheet also curved contours can be displayed.

Beide Aktuatortypen werden nach folgendem Schema gestartet. Um beim Start der Brennkraftmaschine den Anker 7, 25 aus seiner Gleichgewichtslage zwischen den Elektromagneten 4, 6, 23, 24 anzuziehen, wird entweder der Schließmagnet 6, 24 oder der Öffnungsmagnet 4, 23 kurzzeitig übererregt oder der Anker 7, 25 mit einer Anschwingroutine mit seiner Resonanzfrequenz in Schwingung versetzt. Both actuator types are started according to the following scheme. In order to attract the armature 7 , 25 from its equilibrium position between the electromagnets 4 , 6 , 23 , 24 at the start of the internal combustion engine, either the closing magnet 6 , 24 or the opening magnet 4 , 23 is briefly over-excited or the armature 7 , 25 with a start-up routine its resonant frequency vibrated.

In geschlossener Stellung des Gaswechselventils 2 findet eine gleichzeitige Anlage des Ventiltellers 2b des Gaswechselventils 2 an einem, hier nicht dargestellten Ventilsitz im Zylinderkopf 1 und des Ankers 7, 25 an einer Polfläche 6a, 24a des bestromten Schließmagneten 6, 24 statt, wobei der Anker 7, 25 vom Schliessmagneten 6, 24 gehalten wird. Der Schließmagnet 6, 24 spannt die in Öffnungsrichtung 3 wirkende Ventilfeder 10, 27 weiter vor. In the closed position of the gas exchange valve 2 is a simultaneous system of the valve plate 2 b of the gas exchange valve 2 to a, not shown here, the valve seat in the cylinder head 1 and the armature 7, 25 on a pole face 6 a, 24 a of the energized closing magnet 6, 24 instead, whereby the armature 7 , 25 is held by the closing magnet 6 , 24 . The closing magnet 6 , 24 further biases the valve spring 10 , 27 acting in the opening direction 3 .

Um das Gaswechselventil 2 zu öffnen, wird der Schließmagnet 6, 24 ausgeschaltet und der Öffnungsmagnet 4, 23 eingeschaltet. Die in Öffnungsrichtung 3 wirkende Ventilfeder 10, 27 beschleunigt den Anker 7, 25 über die Gleichgewichtslage hinaus, so daß dieser vom Öffnungsmagneten 4, 23 angezogen wird und die in Schliessrichtung 5 wirkende Ventilfeder 11 weiter vorgespannt wird. Der Anker 7, 25 schlägt auf eine Polfläche 4a, 23a des Öffnungsmagneten 4, 23 auf und wird von diesem gehalten. Um das Gaswechselventil 2 wieder zu schließen, wird der Öffnungsmagnet 4, 23 ausgeschaltet und der Schließmagnet 6, 24 eingeschaltet. Die in Schließrichtung 5 wirkende Ventilfeder 11 beschleunigt den Anker 7, 25 über die Gleichgewichtslage hinaus zum Schließmagneten 6 und 24. Der Anker 7, 25 wird vom Schließmagneten 6, 24 angezogen, schlägt auf die Polflächen 6a, 24a des Schließmagneten 6, 24 und wird von diesem gehalten, wobei das Gaswechselventil 2 mit dem Ventilteller 2b im Ventilsitz aufsetzt und einen nicht näher dargestellten Gaswechselkanal verschliesst. To open the gas exchange valve 2 , the closing magnet 6 , 24 is turned off and the opening magnet 4 , 23 is turned on. The valve spring 10 , 27 acting in the opening direction 3 accelerates the armature 7 , 25 beyond the equilibrium position so that it is attracted by the opening magnet 4 , 23 and the valve spring 11 acting in the closing direction 5 is further pre-stressed. The armature 7 , 25 strikes a pole face 4 a, 23 a of the opening magnet 4 , 23 and is held by this. To close the gas exchange valve 2 again, the opening magnet 4 , 23 is turned off and the closing magnet 6 , 24 is turned on. The valve spring 11 acting in the closing direction 5 accelerates the armature 7 , 25 beyond the equilibrium position to the closing magnet 6 and 24 . The armature 7, 25 is attracted to the closing magnet 6, 24, strikes the pole faces 6 a, 24 a of the closing magnet 6, 24 and is held by this, wherein the gas exchange valve 2 with the valve disk 2 b in the valve seat puts on and a not shown Gas exchange channel closes.

Die Vorrichtung muss mit einer gewissen Überschussenergie betrieben werden, damit das Gaswechselventil 2 stets sicher schliesst und öffnet, wodurch sowohl Anker 7, 25 als auch Ventilteller 2b mit hoher Geschwindigkeit auf die jeweilige Polfläche 4a, 6a, 23a, 24a bzw. den Ventilsitzring auftreffen. Dies führt zu einer hohen Geräuschemission und zu einem erhöhten Verschleiss. The device must be operated with a certain surplus energy, so that the gas exchange valve 2 always closes safely and opens, whereby both armature 7 , 25 and valve disc 2 b at high speed to the respective pole face 4 a, 6 a, 23 a, 24 a and ., hit the valve seat ring. This leads to a high noise emission and increased wear.

Um nun ein gedämpftes Aufsetzen des Ankers 7, 25 auf den jeweiligen Polflächen 4a, 6a, 23a, 24a der Elektromagnete 4, 6, 23, 24 und des Ventiltellers 2b auf dem Ventilsitzring zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, den in der Ankerplatte 7a, 25a verlaufenden Kanal 21, 30 zur Versorgung des Spielausgleichselementes 9 zusätzlich zur Versorgung einer Dämpfungseinrichtung zu verwenden. In order to enable a damped placement of the armature 7 , 25 on the respective pole faces 4 a, 6 a, 23 a, 24 a of the electromagnets 4 , 6 , 23 , 24 and the valve plate 2 b on the valve seat ring is provided according to the invention in the anchor plate 7 a, 25 a extending channel 21 , 30 to supply the clearance compensation element 9 in addition to the supply of a damping device to use.

Die Dämpfungseinrichtung umfasst vom in der Ankerplatte 7a, 25a verlaufenden Kanal 21, 30 abzweigende Querkanäle 22 und 31, welche an den Oberflächen der Ankerplatte 7a, 25a in einem den Polflächen 4a, 6a, 23a, 24a der Elektromagneten 4, 6, 23, 24 benachbarten bzw. gegenüberliegenden Bereich münden. Der Verlauf der Querkanäle 22, 31 hängt von der Herstellungsart der Ankerplatte 7, 25 ab und reicht von einem geradlinigen Verlauf bei einer zerspanenden Herstellung z. B. Bohren bis hin zu einem mäanderförmigen Verlauf des Querkanales 22, 31 bei einer gegossenen bzw. einer weiter oben erwähnten, aus Einzelblechen aufgebauten Ankerplatte 7a, 25a. Über die Querkanäle 22, 31 gelangt Öl zwischen Ankerplatte 7a, 25a und Polflächen 4a, 6a, 23a und 24a, wodurch im Betrieb des Aktuators das Aufsetzen der Ankerplatte 7a, 25a auf den Polflächen 4a, 6a, 23a, 24a gedämpft erfolgt. The damping device comprises of in the armature plate 7 a, 25 a extending channel 21 , 30 branching transverse channels 22 and 31 , which on the surfaces of the armature plate 7 a, 25 a in the pole faces 4 a, 6 a, 23 a, 24 a of Electromagnets 4 , 6 , 23 , 24 open adjacent or opposite area. The course of the transverse channels 22 , 31 depends on the production of the anchor plate 7 , 25 and ranges from a straight course in a machining production z. B. drilling up to a meandering course of the transverse channel 22 , 31 in a cast or one mentioned above, constructed of individual sheets anchor plate 7 a, 25 a. Oil passes through the transverse channels 22 , 31 between armature plate 7 a, 25 a and pole faces 4 a, 6 a, 23 a and 24 a, whereby the placement of the armature plate 7 a, 25 a on the pole faces 4 a, 6 during operation of the actuator a, 23 a, 24 a is attenuated.

Mit dieser Dämpfungseinrichtung ist eine Geräuschminderung des Ventiltriebes und eine Verringerung des Verschleisses am Ventilteller und Sitzring erreicht. Die Höhe der Dämpfung lässt sich durch den Öl-Zulaufdruck und die Bemessung der Querkanäle 22, 31 einstellen. With this damping device noise reduction of the valve gear and a reduction of wear on the valve disk and seat ring is achieved. The height of the damping can be adjusted by the oil inlet pressure and the dimensioning of the transverse channels 22 , 31 .

Ferner kann der Kanal 21, 30 derart ausgebildet sein, dass er zusätzlich zur Versorgung des Spielausgleichselementes 9 und der Dämpfungseinrichtung zur Kühlung dient. Demgemäss kann das im Kanal 21, 30 geführte Mittel von verschiedenen Stoffen gebildet sein, die beispielsweise in erster Linie zur Dämpfung oder zur Schmierung ausgelegt sind. Besonders vorteilhaft wird das Mittel jedoch von einem Brennkraftmaschinenöl gebildet, das als Druckmittel für ein Spielausgleichselement sowie zur Dämpfung, Schmierung und Kühlung genutzt werden kann und in einer Brennkraftmaschine grundsätzlich zur Verfügung steht. Furthermore, the channel 21 , 30 may be designed such that it additionally serves to supply the clearance compensation element 9 and the damping device for cooling. Accordingly, the guided in the channel 21 , 30 means may be formed of various materials, which are designed, for example, primarily for damping or lubrication. However, the means is particularly advantageously formed by an engine oil, which can be used as a pressure medium for a clearance compensation element and for damping, lubrication and cooling and is basically available in an internal combustion engine.

Claims

1. An apparatus for actuating a gas exchange valve ( 2 ) of an internal combustion engine having an electromagnetic actuator having an opening magnet ( 4 , 23 ) and a closing magnet ( 6 , 24 ) between the pole faces ( 4 a, 6 a, 23 a, 24 a ) An anchor plate ( 7 a, 25 a) of an armature ( 7 , 25 ) is arranged, which acts via a hydraulic clearance compensation element ( 9 ) with a spring system ( 10 , 11 , 27 ) on a valve stem ( 2 a), wherein the clearance compensation element ( 9 ) via a channel ( 21 , 30 ) in the anchor plate ( 7 a, 25 a) is supplied with a hydraulic pressure medium, characterized in that the channel ( 21 , 30 ) additionally serves to supply a damping device.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the damping device from the channel ( 21 , 30 ) branching transverse channels ( 22 , 31 ) which between the surface of the anchor plate ( 7 a, 25 a) and the pole faces ( 4 a, 6 a, 23 a, 24 a) of the electromagnets ( 4 , 6 , 23 , 24 ) open.

3. Device according to claim 1, characterized in that it is in the armature ( 7 , 25 ) of the actuator to a linearly guided armature ( 7 ) or a pivot armature ( 25 ), wherein the linearly guided armature ( 7 ) from the Anchor plate ( 7 a) and an armature shaft ( 7 b) and the pivot armature ( 25 ) from the anchor plate ( 25 a) and an anchor tube ( 25 b) consists.

4. The device according to claim 1, characterized in that the channel ( 21 , 30 ) via an oil supply ( 20 , 29 ) in the armature shaft ( 7 b) or in the anchor tube ( 25 b) is connected to the pressure fluid system of the internal combustion engine.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the pressure medium via the opening magnet ( 4 ) or the closing magnet ( 6 ) the armature shaft ( 7 b) or the spring plunger ( 15 ) of the linearly guided armature ( 7 ) is supplied.

6. Apparatus according to claim 4, characterized in that the pressure medium via a shaft guide the armature shaft ( 7 b) of the linearly guided armature ( 7 ) is supplied.

7. The device according to claim 4, characterized in that the pressure medium via bearings of the armature ( 25 ) to the armature tube ( 25 b) of the pivot armature ( 25 ) is supplied, said bearings are supplied simultaneously with lubricant.

8. The device according to claim 1, characterized in that the armature ( 7 , 25 ) is constructed from essentially gas exchange valve ( 2 ) aligned sheets, wherein at least one sheet has a through hole which the channel ( 21 , 30 ) for the pressure medium guide forms.

9. Apparatus according to claim 4, characterized in that via the annular channel ( 29 ), the bearing points of the pivoting armature ( 25 ) are supplied with lubricant.

10. The device according to claim 1, characterized in that the channel ( 21 , 30 ) for cooling the armature ( 7 , 25 ) is used.